1、報獎項目名稱：能源計量無線抄表系統及家居物聯網網關系統的研發(fā)及產業(yè)化
2、項目類別：技術開發(fā)類
3、推薦獎勵等級：一等獎
4、項目簡介：
本項目成果屬于電子，通信與自動控制技術學科領域下的光機電一體化領域的產學研成果。本項目在研究適合多種應用的智能抄表模式的基礎上，設計并研發(fā)了一套基于物聯網技術的智能抄表系統，相關產品成功實現產業(yè)化，真正實現了家居能源計量儀表的智能化管理，對（如水表、氣表、電表等）智能儀表產業(yè)的發(fā)展將產生巨大的推動作用。另外，本項目研發(fā)的家庭物聯網網關，不但具備能源計量抄表網絡化管理功能，同時還擴展了對家庭其它電器產品（如燈、窗簾、電器等）的測控功能，為智能家居領域提供了一套有效的解決方案。
本項目研究圍繞抄表應用，首先拓展水表的通信功能，通過無線方式使某一個區(qū)域內的水表自組織形成一個抄表網絡，并通過一個智能化的網關實現對這個抄表網絡的管理，計量數據的抄收，同時提供支持各種接入方式的遠程數據服務。因此本項目的主要研究內容包括5個方面：1、設計具備計量數據采集和通信功能的電子遠傳水表節(jié)點；2、對抄表網絡中的網絡架構和組網兩個關鍵問題進行研究，實現了具備自組織、低功耗、高可靠性特點的抄表網絡；3、研究實現具有無線自組網管理和支持多種網絡接入方式的智能抄表網關設備；4、根據實際的應用場景研究并提出了面向四種應用的智能抄表系統架構模型；5、圍繞智能抄表系統的低功耗、節(jié)點負載均衡、安全性、可靠性、穩(wěn)定性等問題開展研究，解決一系列關鍵技術問題。
產品經多年的推廣銷售，已達到較好的市場認可度。多家客戶反饋，本項目產品大大降低了用戶單位運行和管理成本，極大地提高了工作效率，大幅度提升了城市水務的網絡化和智能化水平，有效服務我省“五水共治”工程，對節(jié)約用水和科學管理用水，加快智慧水務、智慧城市的建設，促進節(jié)能減排，帶動技術升級，促進智能水表行業(yè)的發(fā)展起到積極的作用，社會效益顯著。產品相關企業(yè)標準已備案，逐步開始進軍外國市場。
5、第三方評價：
項目產品經浙江省電子信息產品檢驗所檢驗，檢驗結果為合格。
寧波市科技局組織專家對本項目進行驗收，專家組聽取了課題組的項目總結匯報，審查了相關資料，經質詢、討論，形成如下驗收意見：
1、提供的資料完整、規(guī)范，符合項目驗收要求。
2、項目開展了無線智能抄表系統的研發(fā)，研究了提升數據通信的安全性、準確性和低功耗等性能的關鍵技術，提出了以家庭、樓道等為單位的四種抄表系統架構模型；通過對智能水表的升級，使其成為具備存儲、計算、射頻通信等功能的智能無線水表節(jié)點；基于Zigbee協議，實現水表節(jié)點間的互聯，形成具備自組織、低功耗、快速的無線抄表網絡；設計了一款通用型的物聯網家庭網關，實現無線抄表網絡的管理和計量數據的抄收，形成具有遠程抄表及管理功能的智能抄表系統。項目實施期間，獲實用新型專利4項，申請發(fā)明專利4項，發(fā)表相關論文5篇，制定企業(yè)標準2項，以主要起草單位起草國家標準2項。
3、項目產品經浙江省電子信息產品檢驗所檢測（報告編號：No.17AW0029），所測指標符合GB/T2423.1-2008、GB/T2423.2-2008等標準和項目技術要求。
4、經寧波科信會計師事務所有限公司（科信專審報字[2017]第175號）專項審計，項目經費投入到位，使用基本合理。根據項目承擔單位提供的項目產品銷售收入明細表，2015和2016年共實現銷售收入25033萬元，總利稅10514萬元。
驗收專家組認為，該項目完成了項目合同書規(guī)定的研究內容和技術、經濟指標，同意通過驗收。
6、主要完成人及技術貢獻：
| 排名 | 姓名 | 技術職稱 | 工作單位 | 對本項目技術創(chuàng)造性貢獻 |
| 1 | 姚靈 | 正高 | 寧波水表股份有限公司 | 組織并負責了本項目的研究，提出了基于擬合方程的水表誤差曲線校準方法、智能水表技術標準體系的研究與構建、智能水表環(huán)境影響量試驗的原理和方法等關鍵核心技術。是創(chuàng)新點1、2、3的核心貢獻人，是知識產權2的第一發(fā)明人，是論文2的第一作者，是論文3的主要完成人。 |
| 2 | 王讓定 | 教授 | 寧波大學 | 參與本項目的全過程研究，提出并研發(fā)了一種智能無線抄表系統，提出了三種無線抄表模式，以及一種低功耗無線局域網絡信號強度的檢測設備及檢測方法和一種無線自動抄表的路由算法。是創(chuàng)新點1、2、3的核心貢獻者，是論文1、2、7、8、9的第二作者。 |
| 3 | 傅松寅 | 助理研究員 | 寧波大學 | 作為核心成員參與了本項目的研究，提出了一種適用于多層住宅樓結構的無線智能水表抄表系統，和一種以小區(qū)為單位的抄表防護一體化系統，以及相應的無線抄表網絡低功耗組網、通信方案。是創(chuàng)新點1、2的主要貢獻者，是論文5的第一作者，是論文4的第三作者，是知識產權6、7的第一發(fā)明人，是知識產權5、8的主要發(fā)明人。 |
| 4 | 嚴迪群 | 副教授 | 寧波大學 | 主要負責無線抄表系統信息傳輸安全算法研究、系統軟件設計和測試等工作。 |
7、主要完成單位及創(chuàng)新推廣貢獻：
| 排名 | 單位名稱 | 對本項目創(chuàng)新推廣貢獻 |
| 1 | 寧波水表股份有限公司 | 項目主要完成單位，研究了項目進行產業(yè)化過程中的相關問題，進行短距無線水表與無線收發(fā)器應用技術研究，產業(yè)化過程中保證終端產品的性能穩(wěn)定可靠；與寧波大學合作，解決了本項目的其他相關關鍵技術；按照項目立項的要求，投入了開展產業(yè)化的生產和測試裝置，為量產提供了很好的條件。加大市場開拓力度，打開了產品的銷售空間。 |
| 2 | 寧波大學 | 項目主要完成單位，設計并實現了智能抄表系統的構架、適用于抄表應用的無線抄表網絡組網方案和路由協議、低功耗智能水表節(jié)點、支持多類型傳感網絡同時接入和面向互聯網多用戶的智能抄表網關。解決了智能水表節(jié)點的低功耗問題和多種無線水表接入網關的問題，設計了一種無線局域網絡信號強度的檢測方案，提出了無線抄表系統異常偵測技術及系統穩(wěn)定性保障對策。 |
8、代表性論文、專著目錄：
| 序號 | 作者 | 論文專著名稱/刊物 | 年卷頁碼 （X年X卷X頁） |
發(fā)表時間 | SCI他引 次數 |
他引 總次數 |
| 1 | Zhe Xie、Rangding Wang | Intelligent water meter with low power consumption based on ZigBee technology/ The 3rd International Conference on Multimedia Technology | 2013 | 2013 | 0 | 0 |
| 2 | 姚靈 | 我國智能水表技術標準體系的研究與構建/中國標準化 | 2013年7卷66頁 | 2013/07 | 0 | 3 |
| 3 | 王宗輝、姚靈 | 智能水表環(huán)境影響量試驗的原理和方法/儀表技術 | 2014年2卷14頁 | 2014/02 | 0 | 0 |
| 4 | 張呈鈺、王讓定、傅松寅、鐘家東 | 433MHz470MHz樓***頻傳輸特征對比測試分析/數據通信 | 2015年6卷34頁 | 2015/06 | 0 | 1 |
| 5 | 傅松寅、王讓定、姚靈、張呈鈺、單觀敏、胡國偉 | 適用于多層住宅樓結構的無線智能水表抄表系統/計算機應用 | 2017年1月170頁 | 2017/01 | 0 | 1 |
9、主要知識產權證明目錄：
| 序號 | 授權項目名稱 | 知識產權類別 | 國（區(qū)）別 | 授 權 號 | 法律狀態(tài) |
| 1 | 一種自動校正零點漂移的超聲水表 | 實用新型 | 中國 | 201521050996.3 | 有效 |
| 2 | 一種自動校正的大口徑超聲水表 | 實用新型 | 中國 | 201521051092.2 | 有效 |
| 3 | 一種GPRS傳輸數據的直讀閥控水表 | 實用新型 | 中國 | 201620788760.8 | 有效 |
| 4 | 一種發(fā)訊水表 | 實用新型 | 中國 | 201521051062.1 | 有效 |
| 5 | 一種低功耗無線局域網絡信號強度的檢測設備 | 實用新型 | 中國 | 201620262139.8 | 有效 |
| 6 | 一種以多層樓房為單位的智能無線抄表系統 | 實用新型 | 中國 | 201620172307.4 | 有效 |
| 7 | 一種以小區(qū)為單位的抄表防護一體化系統 | 實用新型 | 中國 | 201620172298.9 | 有效 |
| 8 | 一種支持多類型傳感網絡同時接入的智能抄表網關 | 實用新型 | 中國 | 201620262698.9 | 有效 |
10、項目經濟效益和推廣應用：
產品經多家客戶多年的使用，認為該系統工作效率高，接入外網后更方便進行統一管理和控制，可移動性好，維護方便，操作方便。產品相關企業(yè)標準已備案，逐步開始進軍外國市場。
目前國內已有多家客戶，如安徽合水儀表科技有限公司、沈陽上寧機電儀表有限公司和寧波市自來水工程建設有限公司等，大批量采購遠傳水表及其配套能源計量無線抄表系統及家居物聯網網關系統，該系列可根據客戶的選擇增加計量表節(jié)點，大大減少了人工抄表成本及相關管理成本，為自來水公司水務自動化管理及智慧城市的智慧水務帶來了便利和顯著作用，深受用戶肯定。
本項目產品銷售情況良好，截止2018年底，共實現銷售收入672349.5萬元，總利稅達到282386.7萬元，經濟效益良好。對節(jié)約用水和科學管理用水、加快智慧水務、智慧城市的建設，促進節(jié)能減排，帶動技術升級，促進智能水表行業(yè)的發(fā)展起到積極作用，社會效益顯著。
